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(Noticias de Nanowerk) Usando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los investigadores del equipo NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) de Canadá han identificado los cúmulos globulares más distantes jamás descubiertos. Estos densos cúmulos de millones de estrellas podrían ser reliquias que contengan las primeras y más antiguas estrellas del universo.
El análisis inicial de la primera imagen de campo profundo de Webb, que muestra algunas de las primeras galaxias del Universo, se publica en Las letras de la revista astrofísica («The Sparkler: Desarrolló candidatos a cúmulos globulares de alto corrimiento al rojo detectados por JWST»).
![Webb primer campo profundo](https://www.nanowerk.com/news2/space/id61558_1.jpg)
«JWST se construyó para encontrar las primeras estrellas y las primeras galaxias y para ayudarnos a comprender los orígenes de la complejidad en el Universo, como los elementos químicos y los componentes básicos de la vida», dice Lamiya Mowla, becaria Dunlap en el Instituto Dunlap para la Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto y coautor principal del estudio. «Este descubrimiento en el Primer Campo Profundo de Webb ya proporciona una mirada detallada a la fase más temprana de la formación estelar y confirma el increíble poder de JWST».
En la imagen finamente detallada del Primer Campo Profundo de Webb, los investigadores se centraron en lo que llamaron «la Galaxia Sparkler», a nueve mil millones de años luz de distancia. Esta galaxia recibió su nombre de los objetos compactos que aparecen como pequeños puntos amarillos y rojos a su alrededor, denominados «chispas» por los investigadores.
El equipo postuló que estas chispas podrían ser cúmulos de estrellas jóvenes que están formando estrellas activamente (nacidos en el pico de formación estelar tres mil millones de años después del Big Bang) o cúmulos de estrellas globulares viejos. Los cúmulos globulares son colecciones antiguas de estrellas de los primeros días de una galaxia y contienen pistas sobre sus primeras etapas de formación y crecimiento.
A partir de su análisis inicial de 12 de estos objetos compactos, los investigadores determinaron que cinco de ellos no son solo cúmulos globulares, sino que se encuentran entre los más antiguos conocidos.
«Ver las primeras imágenes del JWST y descubrir viejos cúmulos globulares alrededor de galaxias distantes fue un momento increíble que no fue posible con las imágenes anteriores del Telescopio Espacial Hubble», dice Kartheik G. Iyer, Dunlap Fellow del Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto. y co-primer autor del estudio. «Debido a que pudimos observar los destellos en un rango de longitudes de onda, pudimos modelarlos y comprender mejor sus propiedades físicas, como la edad que tienen y cuántas estrellas contienen. Esperamos que saber que los cúmulos globulares se pueden observar desde distancias tan grandes con JWST estimule más la ciencia y la búsqueda de objetos similares”.
![Infografía de galaxia bengala](https://www.nanowerk.com/news2/space/id61558_2.jpg)
La Vía Láctea tiene alrededor de 150 cúmulos de estrellas globulares, y no se sabe exactamente cómo y cuándo se formaron estos densos cúmulos de estrellas. Los astrónomos saben que los cúmulos globulares pueden ser extremadamente antiguos, pero medir su edad es increíblemente difícil. El uso de cúmulos globulares muy distantes para determinar la edad de las primeras estrellas en galaxias distantes nunca se ha hecho antes y solo es posible con JWST.
«Estos cúmulos recién identificados se formaron justo antes de que fuera posible formar estrellas», dice Mowla. «Debido a que la Galaxia Sparkler está mucho más distante que nuestra propia Vía Láctea, es más fácil envejecer sus cúmulos globulares. Vemos la bengala como se veía hace nueve mil millones de años, cuando el universo tenía solo cuatro mil quinientos millones de años, y miramos algo que sucedió hace mucho tiempo. Imagínese adivinar la edad de una persona en función de su apariencia: es fácil notar la diferencia entre un niño de 5 años y un niño de 10 años, pero es difícil notar la diferencia entre un niño de 50 y un niño de 55 años. ”
Hasta ahora, los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble (HST) no han podido ver los objetos compactos que rodean la Galaxia Sparkler. Esto cambió con la mayor resolución y sensibilidad de JWST, revelando los pequeños puntos que rodean la galaxia por primera vez en la primera imagen de campo profundo de Webb. La Galaxia Sparkler es especial porque se magnifica por un factor de 100 debido a un efecto llamado lente gravitacional, en el que el cúmulo de galaxias SMACS 0723 en primer plano distorsiona lo que hay detrás, como una lupa gigante. Además, la lente gravitacional produce tres imágenes separadas de las luces de bengala, lo que permite a los astrónomos examinar la galaxia con más detalle.
«Nuestro estudio de las bengalas subraya el tremendo poder de combinar las capacidades únicas de JWST con el aumento natural proporcionado por las lentes gravitacionales», dice Chris Willott, líder del equipo CANUCS, del Centro de Investigación de Astronomía y Astrofísica Herzberg del Consejo Nacional de Investigación. «El equipo está emocionado por más descubrimientos por venir a medida que el JWST dirige su mirada a los cúmulos de galaxias CANUCS el próximo mes».
Los investigadores combinaron nuevos datos de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) de JWST con datos de archivo de HST. NIRCam detecta objetos tenues con longitudes de onda más largas y más rojas para observar más allá de lo que es visible para el ojo humano e incluso HST. Tanto los aumentos debidos a las lentes del cúmulo de galaxias como la alta resolución de JWST han permitido la observación de objetos compactos.
El instrumento Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) de fabricación canadiense en JWST proporcionó una confirmación independiente de que los objetos son cúmulos globulares antiguos, ya que los investigadores no observaron ninguna línea de emisión de oxígeno: emisiones con espectros medibles heredados de los cúmulos estelares activos jóvenes. formar estrellas. NIRISS también ayudó a desentrañar la geometría de las imágenes de triple acristalamiento de las bengalas.
«El instrumento NIRISS de fabricación canadiense de JWST fue fundamental para comprender cómo se relacionan las tres imágenes de las bengalas y sus cúmulos globulares», dice Marcin Sawicki, catedrático de investigación en astronomía de Canadá, profesor de la Universidad de Saint Mary y coautor del estudio. «La adquisición en tres ocasiones de varios cúmulos globulares Sparkler dejó en claro que orbitan la galaxia Sparkler y no simplemente están frente a ella».
JWST observará los campos CANUCS a partir de octubre de 2022 y utilizará los datos de JWST para estudiar cinco cúmulos de galaxias masivos alrededor de los cuales los investigadores esperan más sistemas de este tipo. Los estudios futuros también modelarán el cúmulo de galaxias para comprender la formación de lentes y realizar análisis más sólidos para explicar las historias de formación de estrellas.
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